Programação concorrente

Threads

• Partilham endereço e descritores; cada uma tem registos, PC e pilha. Pilha não é privacidade: um apontador válido partilha o objeto.
• pthread_create recebe void *f(void *). Dá a cada thread a sua estrutura, viva e estável até aos joins; a variável do ciclo não serve.
• pthread_join recolhe o retorno: bloco com dono ou objeto ainda vivo, nunca pilha da thread.
• pthread_exit termina a thread; exit ou return de main terminam o processo.
• Acessos concorrentes incompatíveis sem sincronização são data race: comportamento indefinido. volatile não resolve.

Exclusão e ordem

Solução clássica: exclusão mútua, progresso e espera limitada. Exclusão sozinha não dá justiça.

Primitiva	Ideia
Mutex	protege a operação indivisível; granularidade segue os dados
Test-and-set / CAS	escrita atómica para construir locks
Spinlock	espera ativa; só para trechos curtos
Semáforo	wait consome, post liberta; conta ou ordena
Condicional	espera por predicado sob mutex

• Fila limitada $N$: vazios=N, cheios=0; espera disponibilidade antes do mutex, anuncia depois de a largar.
• Peterson exige atomicidade e ordem de memória; globais C comuns não chegam. Desligar interrupções numa CPU não trava as outras.
• Pthreads devolve o erro diretamente; não leias errno.

Condição: while, sempre

pthread_cond_wait liberta o mutex e dorme atomicamente; ao voltar, reobteve-o. O sinal não reserva itens nem entrega o mutex.

pthread_mutex_lock(&mutex);
while (quantidade == 0)
    pthread_cond_wait(&nao_vazio, &mutex);
int valor = buffer[saida];
saida = (saida + 1) % CAPACIDADE;
quantidade--;
pthread_cond_signal(&nao_cheio);
pthread_mutex_unlock(&mutex);

• Reavalia com while: há despertares espúrios e outro consumidor pode levar o item.
• Produtor: espera enquanto cheio, insere, sinaliza. Fim com vários consumidores: flag sob o mesmo mutex e broadcast.
• Hoare entrega o monitor a quem espera; Mesa (Pthreads) deixa o sinalizador continuar e exige reavaliação.
• Leitores/escritores: vários leitores ou um escritor. Preferência contínua por um lado deixa o outro em inanição.

Consumidor completo.